氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲運、加注和下游應用四個環(huán)節(jié)。
制氫環(huán)節(jié)三大路線并存:化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫三類?;剂现茪?CCUS將成為制氫的重要路線之一;可再生能源電解水制氫是“終極路線”。
電解水制氫技術(shù)路線包括堿性電解(ALK)、質(zhì)子交換膜電解(PEM)、固體氧化物電解(SOEC)和陰離子交換膜電解(AEM)等。堿性電解技術(shù)成熟、設備成本低,是目前的主流路線;PEM技術(shù)制氫效率高、靈活性好,產(chǎn)業(yè)化在即;SOEC和AEM技術(shù)處于研發(fā)階段,存在發(fā)展?jié)摿?。電解槽是制氫的核心設備。
氫能:零碳可持續(xù)的理想能源
氫能的優(yōu)勢:應用端:清潔、高效、便利;供給端:來源廣,承接棄風棄光
1.1應用現(xiàn)狀:氫主要作為工業(yè)原料使用,中國占全球需求的30%
?氫作為能源應用的普及程度不高,現(xiàn)階段主要作為工業(yè)原料使用。2021年,全球氫氣需求超過9400萬噸。分地區(qū)來看,我國是全球最大的氫氣消費國,需求量約2800萬噸,占全球的30%;美國、中東和歐洲分別占據(jù)全球14%/12%/9%的需求量。分應用來看,氫氣主要用于化工(合成氨/合成甲醇)和煉油,2021年全球交通運輸氫氣需求僅3萬噸左右,占比較少。我國氫氣應用領(lǐng)域同樣以化工為主,56%的氫氣被用于化工合成,9%用于煉油,16%作為尾氣直接燃燒,氫作為能源的應用程度不高。
?工業(yè)用氫存在巨大的脫碳潛力。2021年,全球工業(yè)用氫和煉油用氫絕大部分源于化石燃料制氫,產(chǎn)生的直接二氧化碳凈排放量分別為6.3億噸和2.0億噸。工業(yè)合成氨、合成甲醇、煉油等均以氫為主要原料,工藝成熟,存在綠氫替代灰氫的減碳空間;此外,全球各地正在探索氫氣在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域的應用,綠氫未來有望逐步替代焦炭作為還原材料,推動鋼鐵工業(yè)的大規(guī)模脫碳(2019年全球鋼鐵行業(yè)直接碳排放量26億噸,約占全球碳排放總量的7-8%)。
1.2推廣前景:未來氫能可廣泛用于交通、電力、建筑領(lǐng)域
?交通方面,各國積極推廣氫燃料電池汽車,已初具規(guī)模,氫車在商用車領(lǐng)域逐漸滲透;未來在航空、船舶領(lǐng)域也有望進行替代。
?建筑方面,主要包括天然氣摻氫輸送、燃料電池熱電聯(lián)供等。未來氫氣有望在燃氣、供熱等方面逐步替代天然氣,并為住戶提供部分電力。
?電力方面,氫可以作為電能儲存的介質(zhì),未來有望用于長時儲能,或參與全球運輸和貿(mào)易,實現(xiàn)電能在時間和空間上的調(diào)節(jié)。
?IEA預計,在2050年全球“凈零排放”目標下,2030年,全球氫能應用規(guī)模需達到2億噸。
IEA“凈零排放”情景下,全球氫能應用需求
1.3各國重視氫能的戰(zhàn)略地位,大力推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
1.4產(chǎn)業(yè)展望:供應端技術(shù)持續(xù)突破、基礎(chǔ)設施完善;應用端萬億市場加速爆發(fā)
制氫環(huán)節(jié):綠氫蓄勢待發(fā)
氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲運、加注和下游應用四個環(huán)節(jié)
氫能產(chǎn)業(yè)鏈全景圖(括號為國內(nèi)2030年新增產(chǎn)值估計)
制氫環(huán)節(jié)參與者全景圖
2.1制氫路線:三種制氫路線共存,可再生能源電解水制氫是“終極路線”
?三種制氫路線:“成本”短期制約,“可持續(xù)”長期引領(lǐng)。氫氣制備方式主要包括化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫三類。
?化石燃料制氫是以煤或天然氣為原料還原制氫的傳統(tǒng)方案,技術(shù)成熟、成本最低,但碳排放量高,且化石燃料不可再生,產(chǎn)能擴張空間有限,存量產(chǎn)能將逐步結(jié)合CCUS技術(shù),以降低排放。
?化工副產(chǎn)氫是氯堿,輕烴利用等化工工藝獲得副產(chǎn)氫的方案,成本較低,但制備規(guī)模取決于主產(chǎn)品制備規(guī)模,擴張空間有限,可作為補充性氫源。
?電解水制氫是利用水的電解反應制備氫氣的技術(shù),可再生電力制氫稱為“綠氫”,是零碳排、可持續(xù)的“終極路線”,但目前成本仍是制約其普及的瓶頸因素,其規(guī)?;瘧眯枰a(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)推動降本。
2.2全球氫氣產(chǎn)能以化石燃料制氫為主,清潔制氫存在替代空間
?目前全球氫氣生產(chǎn)以化石燃料制氫為主,清潔制氫存在替代空間。
?2021年全球氫氣總產(chǎn)量為9400萬噸,其中化石燃料制氫占80%以上,清潔制氫(電解水/化石燃料+CCUS)占比不到1%。
?現(xiàn)階段,我國氫氣產(chǎn)能約4100萬噸/年,產(chǎn)量約3300萬噸,產(chǎn)能規(guī)模全球領(lǐng)先,但同樣以化石燃料制氫為主(近80%),清潔制氫存在廣闊的替代空間。
?未來清潔制氫方案將成為主要增量。IEA預測,到2030年,全球氫氣產(chǎn)量將達到1.8億噸,較2021年的0.94億噸翻倍增長。其中,主要的增量產(chǎn)量將由電解水制氫滿足,電解水制氫產(chǎn)量將從2021年的不到4萬噸大幅增長至6170萬噸;耦合CCUS的化石燃料制氫產(chǎn)量將從2021年的60萬噸增長至3300萬噸,清潔制氫方案將成為主流。
2.3全球市場:電解水制氫步入快速成長期,電解槽裝機和擴產(chǎn)提速
?電解槽裝機步入高速成長期。電解槽是用于電解水制氫的主要設備。經(jīng)歷了一定時間的技術(shù)布局和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,全球制氫電解槽裝機步入快速成長階段,2021年全球新增裝機209MW,同比增長2.4倍;IEA預計,2022和2023年全球制氫電解槽新增裝機將分別達到0.9和4.1GW,總裝機分別達到1.4GW和5.5GW;凈零排放目標下,2030年全球制氫電解槽累計裝機將達到720GW。
?中國和歐洲引領(lǐng),全球電解槽產(chǎn)能高速增長。IEA統(tǒng)計,2021年全球電解槽總產(chǎn)能8.0GW/年,其中歐洲和中國產(chǎn)能分別為3.5和2.9GW,占比分別為44%和36%。IEA預計,2023/2025年全球電解槽總產(chǎn)能將分別達到21.5和45.1GW/年,歐洲和中國電解槽產(chǎn)能合計占全球的85%/68%;2021-2025年全球電解槽總產(chǎn)能復合增長率達到54.1%。
2.4國內(nèi)市場:電解槽招標再創(chuàng)新高,綠氫賽道爆發(fā)在即
?2022年電解槽出貨量同比翻倍。GGII初步統(tǒng)計,2022年國內(nèi)電解水制氫設備出貨量達到722MW(含出口,不含研發(fā)樣機),同比大幅增長106%。其中,中石化新疆庫車綠氫示范項目貢獻比例最大,安裝52臺單槽制氫能力1000Nm3/h的堿性電解槽,功率規(guī)模約240MW,占全國出貨量的1/3。
?2023年一季度,氫電解槽招標量已達到452MW。氫云鏈統(tǒng)計,2023年第一季度國內(nèi)氫電解槽公開招標量452MW,相當于2022年全年出貨量的60%,已超過2021年全年出貨量。綠氫電解槽賽道爆發(fā)在即。
2023年第一季度國內(nèi)電解槽招標情況
2.5商業(yè)模式:風光制綠氫模式起量,化工領(lǐng)域綠氫替代加速
?2023年以來,國內(nèi)綠氫項目進展加速。根據(jù)公開信息統(tǒng)計了年初以來(截至2023.4.15)國內(nèi)綠氫項目動態(tài)情況,共有30個項目公布了最新進展,包括項目簽約、備案、開工、投產(chǎn)等。上述項目全部達產(chǎn)后,預計綠氫年產(chǎn)能合計可達到42.9萬噸。
?供電方式:風光聯(lián)合供電制氫占據(jù)主流。統(tǒng)計項目中,16個項目為風電+光伏聯(lián)合供電,對應綠氫產(chǎn)能共32.86萬噸/年,占統(tǒng)計項目規(guī)模的77%。風光聯(lián)合供電項目占比高,部分由于本次統(tǒng)計包含了1月內(nèi)蒙古公示的15個風光制氫一體化示范項目(11個為風光一體,4個為風電),內(nèi)蒙古作為國內(nèi)綠氫基地發(fā)展的主要省份,風電資源較為豐富,部分影響了綠氫項目的電源選擇。同時,由于風光發(fā)電時段存在互補,風光聯(lián)合制氫有助于延長每日制氫時長、降低耗電成本,助力綠氫項目顯現(xiàn)經(jīng)濟性。
?應用場景:大規(guī)模綠氫制綠氨率先放量。統(tǒng)計項目中,14個項目下游應用于合成綠氨,對應綠氫產(chǎn)能32.86萬噸/年,占統(tǒng)計項目規(guī)模的75%。值得注意的是,公布制氫規(guī)模的22個項目中,15個年制氫1萬噸以上,下游均用于化工合成;明確用于交通領(lǐng)域的項目多為小規(guī)模站內(nèi)制氫,產(chǎn)能共0.74萬噸/年。以合成氨為代表的化工應用,或?qū)⒊蔀榇笠?guī)模(萬噸級)制氫項目的優(yōu)選應用場景。
傳統(tǒng)制氫路線仍存在機遇
3.1化石燃料制氫:應用廣泛的傳統(tǒng)方案,提純和CCUS環(huán)節(jié)存在設備投資潛力
?煤氣化制氫和天然氣蒸汽重整(SMR)制氫是化石燃料制氫的兩種主流方案。煤氣化制氫是煤在氣化爐中與水蒸氣發(fā)生分步反應制備的氫氣。其原理為:煤(C)在氣化爐中與水蒸氣反應生成CO和H2,CO進一步與水反應生成H2和CO2。天然氣制氫主要為天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生分步反應生成的H2,反應前通常需對天然氣進行脫硫處理,防止催化劑中毒。
?我國化石燃料制氫以煤制氫為主。一方面,我國的化石能源儲量呈現(xiàn)“富煤少氣”特點,煤儲量更為豐富;另一方面,我國天然氣含硫量高,預處理工藝復雜,導致在我國天然氣制氫經(jīng)濟性低于煤制氫。
?煤制氫路線中,制備環(huán)節(jié)設備投資增量可能有限。煤制氫的核心設備是煤氣化爐,為大型設備,固定成本高,適用于大規(guī)模集中化生產(chǎn)?,F(xiàn)階段存量煤氣化爐的制氫潛力較充足,在氫能應用的過渡階段可提供補充氫源,但不排除產(chǎn)生增量設備投資的可能。
?提純、碳捕集環(huán)節(jié)帶來廣闊的潛在設備需求?;剂现茪湫杞?jīng)過提純工序,方可在燃料電池中使用;制氫反應產(chǎn)生大量二氧化碳,需要結(jié)合CCUS(碳捕集、封存和利用)技術(shù),以降低碳排放。提純和碳捕集環(huán)節(jié)存在較為廣闊的設備投資空間。
煤制氫工藝流程
3.2 CCUS:化石燃料制氫伴隨大量碳排放,需要配合CCUS技術(shù)
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)即碳捕獲、利用與封存。CCUS是指將CO2從工業(yè)、能源利用或大氣中分離出來,循環(huán)利用或永久封存的過程,是實現(xiàn)碳中和目標技術(shù)組合的重要構(gòu)成部分。
化石燃料制氫+CCUS將成為制氫的重要路線之一。IEA測算,若全球要在2050年達到“凈零排放”目標,2030和2050年全球化石燃料+CCUS制氫產(chǎn)量分別需要達到0.98和2.01億噸。根據(jù)IEA最新預測,2030年全球氫氣需求量1.8億噸,耦合CCUS的化石燃料制氫產(chǎn)量將從2021年的60萬噸增長至3300萬噸,經(jīng)過CCUS脫碳的化石燃料氫將在較長時期內(nèi)作為氫能的重要組成部分。
3.3 CCUS主要參與者:制冷設備、油氣設備企業(yè)試水碳捕集與應用
?CCUS技術(shù)中,與化石燃料制氫直接銜接的是尾氣碳捕集環(huán)節(jié)。二氧化碳捕集包括捕獲分離、凈化和壓縮等工藝,本質(zhì)是一種氣體分離過程。其技術(shù)路線包括醇胺法、氨法、膜分離法、深冷法等。目前,醇胺法和氨法是國內(nèi)外二氧化碳捕集最成熟的技術(shù),我國醇胺化學吸收法技術(shù)已達國際水平?;瘜W吸收所需設備主要為吸收塔,捕集和儲運環(huán)節(jié)還需要增壓機組、液化設備等裝備。
?制冷設備、油氣設備企業(yè)是CCUS相關(guān)設備賽道的主要參與者。二氧化碳增壓機組、二氧化碳制冷機組及液化設備是碳捕集領(lǐng)域的重要設備,冰輪環(huán)境、冰山冷熱等企業(yè)憑借自身技術(shù)積累布局相關(guān)領(lǐng)域;惠博普、廣匯能源等油氣設備企業(yè)則憑借產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)優(yōu)勢,發(fā)力CCUS整體解決方案,提供從二氧化碳捕集裝置、輸氣管道到驅(qū)油設施的全套裝備及工藝包。此外,前文提及的變壓吸附和深冷分離賽道相關(guān)企業(yè)也有進入CCUS領(lǐng)域的潛力。
3.4工業(yè)副產(chǎn)氫:經(jīng)濟效益優(yōu)良的過渡路線
工業(yè)副產(chǎn)氫指生產(chǎn)化工產(chǎn)品時同時得到的副產(chǎn)物氫氣,成本介于化石燃料制氫和電解水制氫之間。焦爐煤氣、氯堿化工、輕烴利用(丙烷脫氫、乙烷裂解)、合成氨合成甲醇等
工業(yè)均會產(chǎn)生副產(chǎn)物氫氣。目前,國內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)氫部分作為化工原材料或鍋爐燃料使用,也存在部分放空,整體使用效率不高。工業(yè)副產(chǎn)氫經(jīng)濟效益優(yōu)良,制取成本在9.3元-22.4元/kg之間,低于電解水制氫,可作為制氫的過渡路線。
3.5提純:化石燃料制氫和化工副產(chǎn)氫均需提純,變壓吸附是主流方法
?化石燃料制氫和化工副產(chǎn)氫均需經(jīng)過提純工序,產(chǎn)品純度和特定雜質(zhì)含符合燃料氫氣標準(GBT37244-2018)后方可用于燃料電池。
?現(xiàn)階段氫氣提純主要有變壓吸附(PSA)、深冷分離(低溫精餾)、膜分離、色譜分離和吸收法等方法。其中,變壓吸附法和深冷分離法在工業(yè)生產(chǎn)中技術(shù)最為成熟。
?變壓吸附法由于產(chǎn)品純度高、設備投資成本適中,是目前最廣泛使用的氫氣提純方法;深冷分離法適用于大規(guī)模生產(chǎn),未來在集中制氫環(huán)節(jié)存在一定的推廣潛力
提純:關(guān)注變壓吸附工藝提供商、深冷分離設備商
?變壓吸附法(PSA)的核心在于專用吸附劑(分子篩)的研發(fā),設備環(huán)節(jié)吸附塔結(jié)構(gòu)、閥門和控制系統(tǒng)的設計對變壓吸附的效果和系統(tǒng)壽命同樣具有顯著影響。變壓吸附技術(shù)主流供應商為掌握吸附劑研發(fā)技術(shù)的化工企業(yè),開發(fā)相應的工藝和成套裝置,向下游客戶提供整體解決方案。世界三大變壓吸附技術(shù)供應商包括美國UOP、德國林德和我國西南化工研究設計院(上市主體為昊華科技)。建龍微納是國內(nèi)分子篩龍頭,已具備制氫分子篩產(chǎn)品,是國內(nèi)少數(shù)具備萬噸制氫分子篩材料產(chǎn)能的企業(yè)、?深冷分離法采用大型成套設備,由冷箱、換熱器、精餾塔等組成。設備企業(yè)掌握深冷工藝及設備制造能力,可提供整體解決方案。
深冷分離賽道國內(nèi)主要參與者包括蜀道裝備(已擁有煤化工/焦爐煤氣/煤制乙二醇深冷分離制氫等業(yè)績)、中泰股份(可以做煤制氫和PDH制氫的分離提純)、杭氧股份(主營業(yè)務為空分設備,在烷烴脫氫、一氧化碳/氫氣深冷分離等設備關(guān)鍵技術(shù)上不斷取得突破)等。
綠氫:電解槽和材料存在壁壘
4.1電解水制氫主要有4種技術(shù)路線
?電解水制氫主要有堿性電解(ALK)、質(zhì)子交換膜電解(PEM)、固體氧化物電解(SOEC)和陰離子交換膜(AEM)四種方法。
?堿性電解(ALK)是在堿性電解質(zhì)溶液(通常為KOH)中完成的電解過程,OH-離子經(jīng)隔膜到達陽極,失去電子產(chǎn)生O2,水在陰極得到電子,產(chǎn)生H2和OH-。
?質(zhì)子交換膜電解(PEM)是對純水進行電解,H2O分子在陽極氧化生成氧氣和H+離子,H+(質(zhì)子)在電場作用下通過質(zhì)子交換膜遷移至陰極并發(fā)生還原反應生成氫氣的方法。
?固體氧化物電解(SOEC)是在高溫狀態(tài)下將水蒸氣電離生成氫離子和氧離子,分別在電極上生成氫氣和氧氣的過程,其反應溫度通常在600℃以上,適用于產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電系統(tǒng)。
?陰離子交換膜電解(AEM)通常采用純水或低濃度堿性溶液作為電解質(zhì),反應過程為:OH-經(jīng)交換膜到達陽極生成水和氧氣,水分子在陰極生成OH-和氫氣。
電解水制氫工藝路線比較:各有千秋
?堿性電解(ALK)特點:
?優(yōu)勢:目前技術(shù)最成熟、設備成本低
?局限:有腐蝕液體;運維成本高;理論效率低于PEM、SOEC等路線;較難應用于間歇性電源
?質(zhì)子交換膜電解(PEM)特點:
?優(yōu)勢:間歇性電源適應性高,易于與風光等可再生能源結(jié)合;運維成本低
?局限:設備成本高;需使用貴金屬催化劑
?固體氧化物電解(SOEC)特點:
?優(yōu)勢:理論效率高;可使用非貴金屬催化劑
?局限:高溫環(huán)境反應,應用場景有限;處于實驗室研發(fā)階段,尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
?陰離子交換膜電解(AEM)特點:
?優(yōu)勢:兼具堿性和PEM的優(yōu)勢:材料成本低;電解液為稀堿液或水,腐蝕性低,且無需貴金屬催化劑
?局限:陰離子交換膜量產(chǎn)難度大,仍在研發(fā)階段
電解水制氫的三種主要工藝路線比較
4.2堿性電解路線成熟,PEM成長性強,SOEC、AEM后續(xù)潛力優(yōu)良
?從電解槽的裝機容量來看,堿性電解是目前的主流路線,PEM路線成長迅速。堿性電解是目前最成熟的路線,IEA根據(jù)現(xiàn)有氫能項目部署情況估算,2022年全球堿性電解槽累計裝機量至少為727MW(部分項目未披露技術(shù)路線),占總裝機規(guī)模的52%。PEM電解槽裝機占比不斷提升,2022年累計裝機至少為366MW,同比增長近200%;2023年累計裝機量有望接近堿性電解槽,超過1GW。
?PEM、SOEC、AEM方案具有優(yōu)良的降本增效潛力。提高電流密度是降低電解槽設備單位投資成本的關(guān)鍵因素,但電流密度的提升通常伴隨著電解槽電壓的升高,從而導致電解效率下降。如右下圖所示,PEM、SOEC方案可以實現(xiàn)更高的電流密度和更低的電壓,降本增效的潛力優(yōu)良,未來技術(shù)成熟后存在替代空間。此外,目前處于研發(fā)階段的AEM路線理論效率與PEM相近,但無需貴金屬催化劑,原材料成本低廉,若可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,亦存在優(yōu)良的降本推廣潛力。
全球各類電解槽累計裝機規(guī)模
4.3堿性電解槽:由電解小室堆疊而成,電極、隔膜和密封墊片是關(guān)鍵材料
?電解槽是電解水制氫的核心設備。電解水制氫裝置包括主體設備、輔助設備(BOP,Balance of Plant)及電控設備三部分。主體設備由電解槽和附屬設備一體化框架組成,電解槽為核心設備;輔助設備包括水箱、堿箱、補水泵和氣體減壓分配框架等;電控設備包括整流柜,配電柜等。電解槽是電解反應發(fā)生的主要場所,由多個電解小室堆疊而成,是一種高度模塊化的系統(tǒng)。
?堿性電解槽由多個電解小室構(gòu)成,電極、隔膜和密封墊片是關(guān)鍵材料。堿性電解槽通常呈圓柱形,可采用串聯(lián)單極性或并聯(lián)雙極性壓濾式結(jié)構(gòu),由螺栓和兩塊端壓板將極板夾在一起,形成多個分隔的小室,每個小室由電極、隔膜、墊片、雙極板組成。電極、隔膜和密封墊片是堿性電解槽的關(guān)鍵材料。電極通常采用鎳網(wǎng)或泡沫鎳,其性能對電流密度和電解效率有決定性影響,其成本約占系統(tǒng)成本的28%;隔膜用于將兩極隔離開,要求保障氣密性的同時,降低電阻以減少電能損耗;密封墊片用于解決極片之間的絕緣問題,其絕緣性能對電解效率、安全、系統(tǒng)使用壽命均有影響。
4.4 PEM電解槽:結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢突出,材料成本較高
?PEM電解系統(tǒng)主要由電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。電解槽是電解反應制氫的核心裝置,輔助系統(tǒng)則用于原材料(水)的處理、系統(tǒng)循環(huán)和氫氣產(chǎn)物的干燥純化等,主要包括電源供應系統(tǒng)、氫氣干燥純化系統(tǒng)、去離子水系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等部分。
?PEM電解槽采用質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì),結(jié)構(gòu)和性能具有一定優(yōu)勢。PEM電解槽同樣由多個電解單元堆疊而成,每個單元均由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層和雙極板構(gòu)成。PEM電解槽使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì),替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(KOH溶液),內(nèi)阻更小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為緊湊,電解效率大幅提高,規(guī)模選擇也更為靈活;PEM電解采用純水而非堿液作為電解原料,產(chǎn)氫純度較堿性制氫更好。然而,PEM電解在強酸性環(huán)境下進行,需使用貴金屬催化劑,導致成本較高。
4.5 PEM電解槽:質(zhì)子交換膜依賴進口,有待國產(chǎn)突破
PEM電解槽關(guān)鍵原材料有待國產(chǎn)化。目前,國內(nèi)PEM電解槽產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小,主要原因為關(guān)鍵材料質(zhì)子交換膜生產(chǎn)技術(shù)由歐美、日本等巨頭壟斷,國內(nèi)電解槽廠商使用的質(zhì)子交換膜主要向杜邦進口,成本和供應鏈均面臨一定壓力。此外,PEM電解槽使用的貴金屬催化劑也存在進口依賴性。國內(nèi)PEM電解槽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要國產(chǎn)關(guān)鍵材料環(huán)節(jié)的進一步突破。
4.6電解槽全球競爭格局:中國和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模領(lǐng)先,主要參與者積極擴產(chǎn)
從產(chǎn)能布局來看,中國和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模領(lǐng)先,主要參與者積極擴產(chǎn)。2022年11月,BNEF估計了全球各大電解槽企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃情況,2022、2023年底預計產(chǎn)能排名前20企業(yè)分別如下。根據(jù)以上數(shù)據(jù),2022年底,全球電解槽產(chǎn)能Top 20企業(yè)產(chǎn)能共計14GW,其中中國企業(yè)8家,產(chǎn)能共計6.7GW,以ALK路線為主;歐洲企業(yè)9家,產(chǎn)能共計4.7GW。2023年底,預計全球電解槽產(chǎn)能Top 20企業(yè)產(chǎn)能共計26.4GW(同比+89%),其中中國企業(yè)9家,產(chǎn)能共計9.1GW;歐洲企業(yè)7家,產(chǎn)能共計10.2GW。
2023年底電解槽預期產(chǎn)能全球前20的企業(yè)
4.7電解槽國內(nèi)競爭格局:2022年CR3達到73%,新入者層出不窮
?從出貨規(guī)模來看,考克利爾競立、派瑞氫能和隆基氫能居國內(nèi)企業(yè)第一梯隊。GGII統(tǒng)計,2022年我國電解水制氫設備出貨量722MW(含出口),同比增長106%??伎死麪柛偭⒊鲐?30MW,排名維持第一;派瑞氫能位居第二,隆基氫能首次躋身第三。
?市場玩家增加,國內(nèi)市場集中度有所下降。我國電解槽出貨量TOP3廠商2022年共計出貨527MW,市占率合計73%,CR3較2021年下降10個百分點。這意味著隨著國內(nèi)電解槽參與者增多,市場集中度有所下降。值得注意的是,2022年國內(nèi)出貨量TOP3的電解槽廠商最大訂單均來自中國石化新疆庫車綠氫示范項目,該項目共采購52臺1000標方堿性制氫設備。因此,若不考慮大訂單,國內(nèi)電解槽市場集中度或許進一步下降,市場仍處于高成長、競爭格局未確定的階段。
2022年中國電解水制氫設備廠商出貨量TOP 10
4.8海外參與者:PEM路線為主,歐美企業(yè)實力強勁
審核編輯 :李倩
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原文標題:一文了解制氫電解槽國內(nèi)競爭格局
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